Спосіб одержання полімерної композиції для електроосадження

Спосіб одержання полімерної композиції для електроосадження, який включає взаємодію епоксидної смоли з аміноформальдепдною смолою при нагріванні, взаємодію одержаного продукту з вторинним аміном, розчинення одержаного зв'язуючого в органічному розчиннику та добавлення води до розчину зв'язуючого, який відрізняється тим, що продукт одержують при взаємодії епоксидної смоли з аміноформальдепдною в присутності блокованого по одній ізоціанатній групі полмзоціанату при масовому співвідношенні 1 (0,3-0,7) Винахід має відношення до області електрохімії дисперсних систем, зокрема до одержання полімерних покриттів методом електроосадження та може бути використаний для захисту металевих виробів від корозії в агресивних середовищах, а також у якості електроізоляційних покриттів у приладобудуванні та електроніці Є спосіб одержання полімерних композицій для електроосадження (А с, СРСР, №1205547, С255/44.3/58, 1983) [1], Одержання композиції по даному способу полягає в тому, що епоксидну діанову смолу піддають взаємодії з аміноформальдепдною смолою при масовому співвідношенні 1 (0,15 - 1,2) при температурі 180 - 200°С протягом 1,5 - 3,0 годин Продукт взаємодії - епоксиамшоформальдепдний блокпреполімер - розчиняють в органічному розчиннику, змішують з водою до одержання 10 - 20% розчину та добавляють воду до концентрації дисперсної фази 0,5 - 2,0% Недолік композиції, яка одержана по способу [1], є те, що електроосадження проводять з водноорганічних систем, в яких вміст органічного розчинника не менше 10%, а вміст дисперсної фази не більше 2% Внаслідок цього розсіювача здатність композицій, що одержані по цьому способу не більше 5см і має місце погіршення екологічних параметрів виробництва зицію готують слідуючим чином едоксидна діанова смола взаємодіє з аміноформальдепдною смолою при масовому співвідношенні 1 (0,5 - 1,0) при температурі 125 - 135°С протягом 40 - 60 хвилин, одержаний продукт - блокпреполімер - додатково вводять у взаємодію з вторинним аміном при масовому співвідношенні епоксидної смоли до аміну 1 (0,1 - 0,4) при температурі 95 - 105°С протягом ЗО - 40 хвилин Одержане зв'язуюче розчиняють в органічному розчиннику з подальшим добавленням вода до концентрації 5 - 20% Одержані по даному способу водорозбавляємі композиції мають достатньо високу розсіювачу здатність (до 16,5см), підвищений вміст органічних розчинників (до 10%) та знижений вміст дисперсної фази (5 - 20%) 3 цих композицій наносять катафоретичні покриття час нанесення - 1 - З хвилини, напруга на електродах 90 - 120В Покриття піддають термообробці при температурі 175 - 185°С протягом 45 - 60 хвилин Покриття мають слідуючи властивості при товщині 25 35мкм адгезія - І бал, МІЦНІСТЬ при вигині - 1мм, Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та досягаемому ефекту є спосіб одержання полімерної композиції для електроосадження (Патент України 10325 А С2513/06, 1996) [2] Компо (0,1-0,2) ВІДПОВІДНО МІЦНІСТЬ при ударі - 5н м, корозійна СТІЙКІСТЬ В дистильованій води та 3% розчині хлориду натрії ВІДПОВІДНО до 180 та 50 діб, електрична МІЦНІСТЬ ПО ТОЧЦІ поверхні до 155кВ/мм Завданням даного винаходу є створення способу одержання полімерної композиції для електроосадження з водорозбавляємих систем з підвищеною розсіювачею здатністю, на основі яких можливо отримати рівномірні полімерні покриття О О> (О ю на виробах складної конфігурації для котрих спостерігається підвищення електричної МІЦНОСТІ та антикорозійної СТІЙКОСТІ при досягненні високих фізико-механічних властивостей Поставлене завдання вирішується передбаченим способом одержання полімерної композиції для електроосадження, яке включає взаємодію епоксидної діанової смоли з аміноформальдепдною смолою при нагріванні, взаємодію одержаного продукту - блоклреполімеру - з вторинним аміном, розчинення одержаного зв'язуючого у органічному розчиннику та добавлення води до розчину зв'язуючого в якому, згідно винаходу, продукт одержують при взаємодії епоксидної смоли та аміноформальдепдної смоли в присутності блокованого по одній ізоціанатній групі полизоціанату при масовому співвідношенні 1 (0,3 - 0,7) (0,1 - 0,2) 56149 71/) при співвідношенні до епоксидного компоненту (0,1 - 0,4) 1, проводять реакцію взаємодії при температурі 95 - 105°С протягом ЗО - 40 хвилин По завершенні реакції одержане катафоретичне зв'язуюче розчиняють в органічному розчиннику (наприклад, етанол /ГОСТ 4448-71/, ацетон / ГОСТ 2768-84/та ІНШІ полярні розчинники) з утворенням 65 - 75% розчину Для одержання полімерної композиції зв'язуюче розбавляють водою до концентрації 5 - 20% Розсіювала здатність цієї композиції до 18см, вміст органічного розчинника до 10% З композиції наносять катафоретичні покриття при ПОСТІЙНІЙ напрузі на електродах 90 - 150В і часі осадження 1 - 3 хвилини Покриття піддають термообробці при температурі 175 - 185°С протягом 45 - 60 хвилин, Покриття при товщині 25 35мкм мають слідуючи характеристики адгезія - 1 бал, МІЦНІСТЬ при вигині - 1мм, МІЦНІСТЬ при ударі ВІДПОВІДНО Наш встановлено, що використання в композиції для катафоретичного одержання покриттів блокпреполімеру на основі епоксидної діанонової смоли (ЕС), аміноформальдепдної смоли (АФ) та напівблокованого полизоціанату (ПБІ) при збереженні всіх умов одержання композиції забезпечують високу розсіювану здатність стабільних композиції (до 18см) і підвищену електричну МІЦНІСТЬ катафоретичних покриттів, одержаних на їх основі (до 220кВ/мм) Спосіб реалізується слідуючим чином для одержання продукту - блокпреполімеру спочатку готують блокований по одній ізоціанатни групі поліізоціанат Блокування відбувається внаслідок реакції Н О і більш докладно описано в літературі /С Rabu, С Zimbran, M Mateescu Epoxy-amme vehicle structur influence on electrode position parameters //Proceeding of Fatipec Congress - Amsterdam, 1 4 - 1 8 06 1992 - v IV - P 136-142/3/ Як полмзоціанат використовують полмзоціанат марки ПІЦ-К (ТУ 113-03-29-11-83) Як блокуючий агент використовують вищі одноатомні аліфатичні спирти (наприклад, н-бутанол /ГОСТ 5208-81/, нгексаанол /МРТУ 6-09-5532-78/, 2-етілгексанол /ТУ 1738-76/та ІНШІ) Змішують полмзоціанат з блокуючим агентом у мольному співвідношенні 1 1 і піддають взаємодії при температурі 35 - 45°С протягом 60 - 80 хвилин Потім змішують полмзоціанат, в якому проблокована одна ізоціанатна група з епоксидною діановою смолою(наприклад, ЕД-20 або ВД-16/ ГоСТ 10578-76/) та аміноформальдепдною смолою (можливо використовувати - як бутанолізовану меламіноформальдепдну смолу К421-02/ТУ 6-10-1022-75/так і сечовиноформальдепдну смолу К-411-02/ТУ 6-10-864-75/) при співвідношенні ЕС АФ ПБІ відповідної (0,3 - 0,7) (0,1 - 0,2) Цю суміш нагрівають при температурі 125 135°С протягом 40 - 60 хвилин Потім до одержаного продукту - блокпреполімеру - добавляють вторинний амін (наприклад, можливо використовувати діалкіл- та -алканоламіни такі як діетіламш /ТУ 6-09-68-70/ або діетаноламш /СТУ 12-10-106 5 н м, корозійна СТІЙКІСТЬ В дистильованій воді та 3% розчині хлориду натрію ВІДПОВІДНО ДО 185 та 57 діб, електричні МІЦНІСТЬ по точці поверхні до 220кВ/мм ПРИКЛАДИ КОНКРЕТНОГО ВИКОНАННЯ Приклад №1 1,25г полмзоціанату ПІЦ-К змішують з 0,5г нбутанолу та проводять реакцію між ними при температурі 40°С протягом 60 хвилин Одержують напівблокований полмзоціанат Потім 10г смоли ЕД-16, 5г смоли К-411-02та напівблокований ПІЦК піддають взаємодії (співвідношення компонентів ВІДПОВІДНО 1 0,5 0,175) Взаємодію проводять протягом 40 хвилин при температурі 130°С До одержаного продукту - блокпреполімеру - додають 1г діетаноламіну (співвідношення епоксидної смоли до вторинного аміну 1 0,1) і проводять реакцію між ними протягом ЗО хвилин при температурі 95°С 17г одержаного продукту розчиняють у 8мл ацетону (одержують при цьому 70% розчин) і змішують з 112мл води Одержують композицію, яка містить 12,5% дисперсної фази та 5,8% органічного розчинника (ацетону) Розсіювача здатність такої композиції - 17см Катафоретичні покриття на основі цієї композиції одержують при ПОСТІЙНІЙ напрузі на електродах 100В протягом 2 хвилин Після термообробки при температурі 180°С протягом 60 хвилин покриття мають слідуючи властивості при товщині ЗОмкм корозійна СТІЙКІСТЬ у дистильованій воді та 3% розчині морщу натрію ВІДПОВІДНО 176 та 56 діб, електрична МІЦНІСТЬ по точках поверхні 195вВ/мм Фізико-механічні властивості покриттів - адгезія - 1 бал, МІЦНІСТЬ при вигині - 1мм, МІЦНІСТЬ при ударі 5н м (табл 1, приклад 4) Приклад №2 1 4г ПІЦ-К змішують з 0,4г н-гексанолу і проводять між ними реакцію протягом 60 хвилин при температурі 35°С Потім 9г смоли ЕД-20, 3,6г смоли К-421-02 та одержаний напівблоковий ПІЦ-К реагують (співідношення компонентів ВІДПОВІДНО 1 0,4 0,2) при температурі 125°С протягом 60 хвилин До одержаного блокпреполимеру додають 2г діетиламіну (при цьому співвідношення епоксидного компонента до аміну 1 0,22) і проводять реакцію між ними протягом 35 хвилин при температурі 105° 56149 15г одержаного зв'язуючого розчиняють у 5мл Використання концентрації аміноформальдеетанолу (одержують 75% розчин) До розчину допдної смоли вище за верхню границю заявляемого бавляють 80мл води При цьому одержують комінтервалу (приклад 10) та концентрації напівблопозицію яка містить 15% дисперсної фази та 5% кованого полизоціанату також вище верхньої граетанолу і має розсіювачу здатність 17,5см ниці заявляемого інтервалу (приклад 12) призводить до одержання зшитої структури, з якої, в Катафоретичні покриття одержані з цієї компоподальшому, не можливо одержати композиції для зиції в режимі, який описаний в прикладі №1, мананесення катафоретичних покриттів (через и неють такі характеристики при товщині ЗОмкм коророзчинність) зійну СТІЙКІСТЬ у дистильованій воді та 3% розчині хлориду натрію ВІДПОВІДНО 180 та 54 доби, електЗ таблиці І видно, що одержати водорозбавричну МІЦНІСТЬ - 200кВ/мм при збереженні високих ляємі композиції можливо як на основі бутанолізофізико-механічних властивостей - адгезії (1 бал) та ваної сечовиноформальдепдної смоли (приклади МІЦНОСТІ при вигині та ударі ВІДПОВІДНО 1ММ та 5н 1 - 4) так і бутанолізованої меламшоформальдепм (табл 1, приклад 8) дної смоли (приклади 5 - 8) з використанням ВІДПОВІДНО епоксидних діанових смол ЕД-16та ЕД-20 Нами встановлено, що оптимальними для одержання високоякісної композиції, згідно з заявЯк вторинні аміни можливо використовувати кою, та катафоретичних покриттів на її основі є діалкіл- (приклади 5 - 8) так і діалканоламіни (прислідуючи параметри одержання блокпреполімеру клади 1 - 4) температура 125 - 135°С, час одержання 40 - 60 Як полмзоціанат використовували напівблокохвилин, одержання зв'язуючого - температура 95 ваний вищими одноатомними аліфатичними спир105°С, час одержання ЗО - 40 хвилин, нанесення тами (н-бутанолом та н-гексанолом) полмзоціанат покриттів - 1 - 3 хвилини при ПОСТІЙНІЙ напрузі на ПІЦ-К електродах 90 - 120В, термообробки покриттів Перевагою запропонованого способу одер45 - 60 хвилин при температурі 175 - 185°С, тобто жання полімерної композиції є, аналогічні тим, що описані у [2] 1 Запропонований спосіб дозволяє одержати водорозбавляємі композиції на основі продуктів Якщо додержуватися вищевказаних параметвзаємодії епоксидних, аміноформальдепдних та рів та співвідношень компонентів то одержують полизоціанатних сполук стабільні водорозбавляемі композиції з підвищеним вмістом дисперсної фози та мінімальним вміс2 Композиції, які одержують запропонованим том органічного розчинника, які високу розсіювачу способом здатність На основі цих композицій можливо одемають високу розсіювачу здатність 12,5 -18см, ржати корозійностійкі електроізоляційні катафорещо в 1,1 - 1,2 разу вища за розсіювачу здатність тичні покриття при використанні заявленого прокомпозиції по прототипу (10,5 - 16,5см) дукту (блокпреполімеру) мають високі технологічні та екологічні показники - вміст дисперсної фази до 20% та не більше Вибір співвідношення компонентів блокпрепоніж 8,5% органічного розчинника аналогічно протолімеру, який заявлений, (ЕС АФ ПБІ) може бути типу пояснений слідуючим чином як бачимо з таблиці 1 при використанні концентрації аміноформальдепКатафоретичні покриття, які одержані на оснодної смоли менш ніж нижня границя заявленого ві композиції створеної по запропонованому споінтервалу (приклад 9) неможливо одержати водособу мають розбавляєму композицію Такий же результат високу електричну МІЦНІСТЬ (165 - 220кВ/мм по отримують при використанні концентрації надівбточках поверхні покриття), що в 1,2 - 1,3 разу вище локованого полизоціанату нижче нижньої границі ніж у прототипу (135 - 165кВ/мм) заявляемого інтервалу (приклад II) Одержані на корозійну СТІЙКІСТЬ при експозиції в 3% розчині основі вище вказаних прикладів композиції є водхлориду натрію в 1,15 - 1,3 разу вище ніж у протоно-дисперсійними і ,як бачимо з таблиці, мають не типу, більш 2% дисперсної фази та не менш 10% оргависокі фізико-механічні властивості та корозійнічного розчинника Розсіювача здатність таких ну СТІЙКІСТЬ у дистильованій воді на рівні прототисистем не більше 5см пу 56149 Таблиця 1 №№ приклада Співвідношення компонентів при одержан ПОЛІмерів Технологічні якості зв'язуючих, одержаних на основі блокпреполімерів Характеристийка композиції для одержання покритів Властивість одержаних катафоретичних покриттів корозійна конц, орга- розсіювача СТІЙКІСТЬ, дисперелектрична нів ного здатність, товщина, ЕС АФ ПБІ Діб МІЦНІСТЬ, сної мкм розчинника см 3% Н2О фази NaCL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 По винаходу Композиція на основі блокпреполімеру (продукту взаємодії епоксидної діанової смоли ЕД-16, амшоформальдепдної смоли К-411-11-02 та (напівблокованого н-бутанолоп. ПІЦ-К) та діетаноламіна 220 1 1 0,3 0,2 розчин водорозб 20,0 8,5 12,5 ЗО 185 57 + + 2 1 0,6 0,15 15,0 5,0 14,5 25 153 38 185 + + 3 1 0,7 0,2 10,0 3,5 18,0 25 170 53 200 + + 4 1 0,5 0,175 12,5 5,8 17,0 ЗО 176 56 195 Композиція на основі блокпреполімеру (продукту взаємодії смол ЕД-20 t К-421-02 та напівблокованого н-гексанолои ПІЦ-К) та діетиламша 5 1 0,5 0,2 розчин водорозб 5,0 1,8 15,5ЗО 172 42 210 6 1 0,3 0,15 + + 10,0 4,5 16,5 ЗО 185 54 195 + + 7 1 0,7 7,5 2,5 14,0 35 184 53 165 0,1 + + 8 1 0,4 0,2 15,0 5,0 17,5 ЗО 180 54 200 Позамежні значення не водо+ 9 1 0,2 0,2 1,0 10,0 3,5 40 151 35 150 род 10 1 0,8 0,15 не розч Неможливе одержання КОМПОЗИЦІ та покриттів 11 1 0,5 0,05 розчин 2,0 18,0 5,0 35 145 40 155 12 1 0,4 0,3 не розчин Неможливе одержання композиції та покриттів Відомий спосіб (прототип) 13 1 0,5 розчин водорозб 5,0 2,0 12,0 25 152 32 140 14 1 1,0 10,0 3,5 16,0 ЗО 175 45 150 здатність розчинність в розчин- до водорозбавнику лення Конц Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24